Zkoušky nátěrových systémů pro oceli se zvýšenou odolností proti atmosférické korozi

Transkript

1 .. VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojí, Katedra mechanické technologie Ústav strojírenských materiálů a povrchových úprav Zkoušky nátěrových systémů pro oceli se zvýšenou odolností proti atmosférické korozi utoři: Podjuklová Jitka, Laník Tomáš Projekt MPO -FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Experimentální materiály Podkladové materiály Vzorky tmofix let exponované Získány z opláštění obchodního domu v Liberci. Před aplikací nátěrových systémů byl povrch okartáčován na stupeň přípravy povrchu t dle ČNENIO8. Vzorky tmofix let exponované Získány ze sloupu vysokého napětí. Před aplikací nátěrových systémů byl povrch okartáčován na stupeň přípravy povrchutdlečnenio8.

2 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Experimentální materiály Podkladové materiály Vzorky COR-TEN Tyto materiály byly dodány společností VÚOM s.r.o. Oceli je vhodné použít tam, kde je vyžadována vyšší odolnost proti povětrnostním vlivům (atmosférické korozi), i když mají horší zpracovatelské vlastnosti. Vzorky byly otryskány na stupeň přípravy povrchu a½dlečnenio8 Vzorky COR-TEN B Tyto materiály byly dodány společností VÚOM s.r.o. Požívá se při stavbě mostních konstrukcí, na opláštění fasád budov. Tento materiál se vyznačuje bezproblémovým zpracováním jako běžné konstrukční oceli. Vzorky byly otryskány na stupeň přípravy povrchu a½dlečnenio8 MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Experimentální materiály Podkladové materiály a) b) c) d) e) Obr. - a) EM snímek -povrch vzorku typu Cor-ten, zvětšení x, b) EM snímek -povrch vzorku typu Cor-ten B, zvětšení x, c) EM snímek -sekundární znečištění povrchu otryskávacím médiem, zvětšení 8x, d) EM snímek -povrch vzorku typu tmofix let exponovaný, zvětšení x,e) povrchu vzorku tmofix exponovaného let, zvětšení x

3 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Experimentální materiály Nátěrové systémy První vrstva Druhá vrstva mershield - ifatický polyuretan mercoat - ifatický polyuretan - Epoxidová nátěrová hmota - Epoxidová nátěrová hmota Základní materiál Byly vybrány nátěrové systémy, které byly již dříve ověřeny s dobrými výsledky, ale existují i další nátěrové systémy s podobnými vlastnostmi. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Experimentální zkoušky Hodnocení čistoty povrchu dle normy ČN EN IO 8- tanovení stupně zaprášení povrchu dle ČN IO 8- Měření drsnosti podkladových materiálu dle ČN EN IO 87 Korozní zkouška v umělé atmosféře zkouška solnou mlhou dlečn EN IO 97 Hodnocení stupně puchýřkování dle ČN EN IO 8- Hodnocení stupně prorezavění dle ČN EN IO 8- Hodnocení stupně delaminace a koroze v okolí řezu dle ČN EN IO 8-8 Zkouška křížovým řezem dle normy ČN EN IO 7- Modifikovaná urychlená atmosférická zkouška s postřikem solného roztoku dle normy IO 7 Mřížková zkouška přilnavosti dle normy ČN EN IO 7- Odtrhová zkouška přilnavosti dle normy ČN EN IO 7- EM analýza povrchu

4 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících tmosférické zkušební stanice MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO 7-

5 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO C C C C B C 9 C C C 9 9 C C 7 C 8 C 9 C D C C C 8 C C C C C E rok exp. rok exp. rok rok rok rok rok rok rok rok exp. exp. exp. exp. exp. exp. exp. exp. rok rok exp. exp. rok exp. rok exp. rok rok exp. exp. Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO 7- Vyhodnocení po roce expozice tmosférická stanice VŠB-TU Ostrava Podkladový materiál COR-TEN Podkladový materiál COR-TEN B mershield mercoat mershield mercoat Referenční vzorek. rok expozice Referenční vzorek. rok expozice Podkladový materiál tmofix let exponovaný Podkladový materiál tmofix let exponovaný mershield mercoat Referenční vzorek. rok expozice mershield mercoat Referenční vzorek. rok expozice

6 .. Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO 7- Vyhodnocení po roce expozice tmosférická stanice Koksovna voboda Podkladový materiál COR-TEN Podkladový materiál COR-TEN B mershield mercoat mershield mercoat Referenční vzorek. rok expozice Referenční vzorek. rok expozice Podkladový materiál tmofix let exponovaný Podkladový materiál tmofix let exponovaný Vzorky byly z atmosférické stanice odcizeny mershield mercoat Referenční vzorek. rok expozice MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO 7- Detaily křížového řezu po expozici rok tmosférická stanice VŠB-TU Ostrava (stupeň ) (stupeň ) (stupeň ) (stupeň ) mershield (COR-TEN ) (COR-TEN B) mershield (tmofix let exp.) mercoat (tmofix let exp.)

7 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO 7- Detaily křížového řezu po expozici rok tmosférická stanice Koksovna voboda (stupeň ) (stupeň ) (stupeň ) (stupeň ) mershield (tmofix let exp.) (COR-TEN B) mercoat (COR-TEN B.) (tmofix let exp.) MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Zkouška křížovým řezem dle ČN EN IO 7- Dílčí závěry Nejlepší výsledky byly dosaženy na vzorcích exponovaných na atmosférické stanici v areálu VŠB-TU Ostrava. Na vzorcích s vytvořenou stabilní vrstvou patiny převážně docházelo k velmi malému odlupování nátěrových systémů podél řezů nebo v jejich průsečících (stupeň ). U nátěrových systémů mercoat a mershield docházelo k puchýřkování kolem řezůinaploševzorků. Potvrdilo se, že je nutné před aplikací nátěrových systémů vrstvu patiny odstranit. Na atmosférické stanici v areálu Koksovny voboda docházelo na všech vzorcích převážně k velmi malému odlupování podél řezů nebo v jejich průsečících (stupeň ), ale i roztřepené odlupy podél řezů v rozsahu maximálně, mm na každé straně(stupeň ). tupeňbyldosaženiuvzorkůkdepovrchpředaplikacíbylpřipraven nastupeň a½. Z výsledků zkoušek je patrné, že i po poškození nátěrového systému aplikovaného na patinující oceli dojde ke zpomalení korozního procesu oproti běžným uhlíkovým ocelím. 7

8 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Podklad Cor-ten Cor-ten B tmofix let exponovaný Nátěrový systém tupeň puchýřkování tupeň prorezavění mercoat () Ri () mershield () Ri () () Ri () () Ri () mercoat () Ri () mershield () Ri () () Ri () () Ri () mercoat () Ri () mershield () Ri () () Ri () () Ri () Tab. Hodnocení nátěrových systémů po 7 hodinách v korozní komoře 8

9 .. Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Mřížková zkouška přilnavosti dle ČN EN IO 7- Průměrné hodnoty klasifikace mřížkové zkoušky Podkladový materiál COR-TEN Průměrné hodnoty klasifikace mřížkové zkoušky Podkladový materiál COR-TEN B mershield mercoat Referenční vzorky h 8 h 7 h mershield mercoat Referenční vzorky h 8 h 7 h Průměrné hodnoty klasifikace mřížkové zkoušky Podkladový materiál tmofix let exponovaný klasifikační stupeň mershield mercoat Referenční vzorky h 8 h 7 h Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Mřížková zkouška přilnavosti dle ČN EN IO 7- Průměrné hodnoty klasifikace mřížkové zkoušky Nátěrový systém mershield Cor-ten Cor-ten B tmofix let ex. Cor-ten Cor-ten B tmofix let ex. 9

10 .. Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Odtrhová zkouška přilnavosti dle ČN EN IO 7- Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] Podkladový materiál COR-TEN mershield mercoat Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] Podkladový materiál COR-TEN B mershield mercoat Referenční vzorek h 8 h 7 h Referenční vzorek h 8 h 7 h Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] Podkladový materiál tmofix let exponovaný mershield mercoat Referenční vzorek h 8 h 7 h Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Odtrhová zkouška přilnavosti dle ČN EN IO 7- Nátěrový systém meshield Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] Corten Corten B tmofix let exp. Corten Corten B tmofix let exp.

11 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Vzhled po 7 hodinách mercoat (tmofix let exp.) mershield (tmofix let exp.) (tmofix let exp.) (tmofix let exp.) MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Vzhled po 7 hodinách mercoat (tmofix let exp.) mershield (tmofix let exp.) (tmofix let exp.) (tmofix let exp.)

12 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Korozní zkouška vumělé atmosféře dle ČN EN IO 97 Dílčí závěry Nátěrové systémy aplikované na podkladové materiály tmofix let exponované v korozní komoře neobstály. Po 7 hodinách na povrchu byly puchýře. Přilnavost nátěrový systémů byla také velice špatná. Nátěrové systémy aplikované na podkladové materiály otrýskané vykazovaly velmi dobré výsledky až na nátěrový systém mercoat. Nejlepších výsledků z hlediska přilnavosti vykazoval nátěrový systém mershield aplikovaný na COR-TEN B. Po 7 hodinách expozice v korozní komoře vykazoval maximálně % poškození mřížky (stupeň ) a průměrná odtrhová pevnost MPa. Převážně docházelo k adheznímu lomu mezi podkladovým materiálem a první aplikovanou vrstvou. Dobrých výsledků dosahoval i nátěrový systém. Poškození při mřížkové zkoušce se pohybovalo mezi % až % (stupeň ) a průměrná odtrhová pevnost se pohybovala mezi až MPa. Z velké části docházelo ke koheznímu poškození krycí vrstvy. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Modifikovaná urychlená atmosférická zkouška spostřikem solného roztoku dle normy IO 7 Postřik % roztokem NaCl Expozice vzorků s nátěrovými systémy bez postřiku Zima Jaro Léto Podzim Postřik byl prováděn v zimním období, vždy x týdně % roztokem posypové soli s destilovanou vodou.

13 .. Modifikovaná urychlená atmosférická zkouška spostřikem solného roztoku dle normy IO 7 Mřížková zkouška přilnavosti dle ČN EN IO 7- Průměrné hodnoty mřížkové zkoušky Podkladový materiál COR-TEN Průměrné hodnoty mřížkové zkoušky Podkladový materiál COR-TEN B Kalsifikační stupeň mershield mercoat merlosck Referenční vzorek. cyklus. cyklus Kalsifikační stupeň mershield mercoat merlosck Referenční vzorek. cyklus. cyklus Průměrné hodnoty mřížkové zkoušky Podkladový materiál tmofix let exponovaný Průměrné hodnoty mřížkové zkoušky Podkladový materiál tmofix let exponovaný Kalsifikační stupeň mershield mercoat merlosck Referenční vzorek. cyklus. cyklus mershield mercoat merlosck Referenční vzorek. cyklus. cyklus Modifikovaná urychlená atmosférická zkouška spostřikem solného roztoku dle normy IO 7 Odtrhová zkouška přilnavosti dle ČN EN IO 7- Podkladový materiál COR-TEN Podkladový materiál COR-TEN B Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] mershield mercoat Referenční vzorek. cyklus. cyklus Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] mershield mercoat Referenční vzorek. cyklus. cyklus Hodnota odtrhovépevnosti [MPa] Podkladový materiál tmofix let exponovaný mershield mercoat Referenční vzorek. cyklus. cyklus Hodnota odtrhové pevnosti [MPa] Podkladový materiál tmofix let exponovaný mershield mercoat Referenční vzorek. cyklus. cyklus

14 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Modifikovaná urychlená atmosférická zkouška spostřikem solného roztoku dle normy IO 7 Dílčí závěry Nejlepších výsledků bylo docíleno na podkladových materiálech otryskaných s aplikovaným nátěrovým systémem mershield. V průměru plocha mřížky byla bez poškození a průměrná odtrhová pevnost byla 8 MPa. Převážně docházelo k adheznímu poškození mezí krycím nátěrem a lepidlem. Výsledky přilnavosti nátěrových systémů aplikovaných na podkladové materiály tmofix let exponované byly průměrné. Nátěrový systém mershield aplikovaný na podkladový materiál tmofix let exponovaný, který vykazoval odtrhovou pevnost vyšší než MPa, neboť převážně docházelo ke koheznímu poškození v podkladovém materiálu tj. v patině. Průměrné poškozenípřimřížkovézkoušcebylo%až%. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Příklad mostní konstrukce - Oprava 7 (nátěrový systém neznámý) tav po letech

15 .. MPO - FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících Závěr Všechny doposud dosažené výsledky prokázaly, že aplikace nátěrových systémů na podkladové materiály s vytvořenou vrstvou patiny není vhodné. Nátěrové systémy po dlouhodobé expozici puchýřkují a přilnavost je nízká. Tento výsledek potvrzuje odtrhová zkouška, při které docházelo ke koheznímu lomu v podkladu tj. v patině. Nejlépe se jevil nátěrový systém mershield aplikovaný na otryskaný povrch. Měl dobrou přilnavost i po expozici v korozní komoře. Bohužel docházelo k adheznímu lomu mezi podkladovým materiálem a první aplikovanou vrstvou. Tento nátěrový systém je dobré aplikovat na konstrukce, které nejsou namáhány na tah. Nátěrový systém aplikovaný na otryskaný povrch, měl nižší hodnotu odtrhové pevnosti i horší výsledky mřížkové zkoušky než nátěrový systém mershield. Tento nátěrový systém můžeme hodnotit také kladně, protože charakteristický lom při odtrhové zkoušce byl převážně kohezního charakteru. Docházelo k lomu v krycí vrstvě. VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojí, Katedra mechanické technologie Ústav strojírenských materiálů a povrchových úprav Děkuji za pozornost Příspěvek byl zpracován za podpory projektu MPO FT-T/7. Projekt MPO -FT-T/7 Výzkum vlastností stávajících a nově vyvíjených patinujících ocelí zhlediska jejich využití pro ocelové konstrukce